关于电力机车绝缘配合与过分相平稳操纵的几点探讨

【摘 要】本文从绝缘水平设计所考虑的因素、与电力牵引供电网之间的绝缘配合原则、高压试验、过分相平稳操纵、过分相绝缘器操作等几个方面进行了简要的阐述，具有一定的现实意义。

【关键词】电力机车；绝缘配合；过分相平稳操纵

1 电力机车绝缘水平设计所考虑的因素

(1)作用于机车的电压为线电压；

(2)电压波形常常畸变严重, 而且常有高次谐波的叠加；

(3)运行的气候条件恶劣、污秽严重, 运行中频繁发生操作过电压；

(4)电力机车的过电压保护仍由避雷器承担；

(5)受机车空间限制, 并且要承受较大震动；

(6)电力机车在接触网下运行, 无须考虑直击雷的影响；

(7)具有良好的接地性能。

2 电力牵引供电网与电力机车之间的绝缘配合原则

所谓绝缘配合，是指绝缘水平、过电压水平与保护水平三者之间的配合。而对于过电压保护，国内外电气化铁路一直遵循电力系统的原则,即避雷器是防护过电压最有效的手段。也就是说，电力牵引系统的绝缘配合是根据系统中可能出现的各种过电压，合理的选择避雷器的保护特性，并且确定它与被保护设备绝缘强度之间的保护裕度，从而在各种过电压的作用下，使设备损坏或影响连续运行的概率降低到经济和运行上均可接受的水平。因此，绝缘配合与避雷器的选择是一个在技术上和经济上综合考虑的过程。

电力系统的绝缘配合原则是根据系统中运行设备的绝缘强度，即其对绝缘保护的要求选择过电压保护装置的保护裕度。也就是考虑到设备老化后的绝缘强度，过电压保护装置与被保护设备的距离，过电压保护装置的放电特性，过电压的极性，设备运行地点的自然条件(如雨、雪、风、气温、湿度及污秽等)，以及系统运行积累的经验等综合制定。

3 高压试验

机车或动车组的车顶受电弓、母线布置和车内高压室的设计是否合理，能否达到和高压部件相一致的绝缘水平，在将相关的所有高压部件组装完成后，必须通过相应的高压试验来验证。整车检验时，如果主变压器已进行过相应的型式试验，可以断开主断路器，对车顶高压设备进行85 kV 工频电压试验和185 kV 雷电冲击全波试验，以验证车顶整体绝缘能够满足标准要求。整车完成后常见的高压绝缘问题主要有两个方面：（1）高压部件本身的绝缘水平不达标。互感器、绝缘子和断路器的外绝缘选择不当，绝缘距离和爬电距离不够。（2）受电弓带电体对地间隙、接地刀闸断口距离，以及避雷器或电缆终端高压端对地间隙等安排不当, 都可能造成雷电冲击电压降低，最终应通过冲击试验来校验。

4 过分相平稳操纵

4.1 上坡道过分相操纵：

4.1.1 分相前的退级操纵。

上坡道过分相绝缘前应提前抢速，使列车尽可能保持较高速度。遇有停车信号时，在保证安全的前提下，尽可能过分相后停车。如分相前停车，要考虑强迫加速距离，防止将机车停在分相内。因线路、信号等原因需限速慢行时，应在速度许可范围内，贴近限速运行；列车速度低于20公里过分相时，可按“机车操纵规程规定”快速退回牵引手柄或低负荷断开主断路器。正常情况下过分相退级时应注意以下几点：（1）要分段退级，手柄接近零位前稍作停留。对于具有准恒速功能的机车，退级时应将手柄稍回，使牵引电流降低二分之一左右，稍停后再退回零位。（2）遇有变坡点的地段过分相时，尽可能使列车处在坡度一致的地点退级。由平道转上坡道或由小上坡转大上坡时，如速度高，应在机车进入上坡前退完级。如速度较低，可在机车进入上坡前适当退级，保持一定的牵引力，接近分相时再退回零位，或者使全列车大部分车辆处在上坡道后再退级。总之，退级时要尽可能减少前后车辆间的惯性差，减少后部车辆对前部车辆的拱击力。由平道转下坡道或由上坡道经由较短平道转下坡道时，要么在列车进入下坡前退完级，让列车车钩在自然状态下进入下坡道。要么分段退级，低手柄将全列车的二分之一带入下坡道，再逐渐退回零位，使车钩在伸张状态下通过变坡点。牵引空重混编列车时，应酌情提前或延迟退级，重车在前空车在后应提前退级，依靠机车及前部重车的重力分力使车钩处于拉伸状态。空车在前重车在后应尽可能用低手柄将全部重车带入下坡道再退回零位，依靠机车的牵引力和前部车辆的重力分力使车钩处于伸张状态。

4.1.2 分相后进级操纵。

过分相后需进级牵引时，应根据当时的运行速度、牵引吨数、线路纵断面情况，将调速手柄提到适当位置，待出现200A左右的牵引电流后稍停，使车钩伸张后再逐级进级，提高运行速度。对于准恒速功能的机车可先将调速手柄直接移至低于当时实际速度10公里的刻线上，再缓慢上移，待出现200A左右的牵引电流后，应停留较长时间，等电流自动上升稳定后再逐渐加大给定，提高牵引力。出现初电流后，因列车处在大上坡道上机车牵引力还不能使列车增速，列车速度会很快降至手柄给定速度，电子柜会自动控制增加牵引电停留就继续加大手柄给定，使牵引电流猛增，会引起剧烈的拉伸冲动。

4.2 下坡道过分相操纵

4.2.1 纯电阻制动过分相

过分相前考虑过分相期间惰行增速因素，适当降低速度，分段退级，使电阻制动力缓慢衰减。过分相后如需继续使用电阻制动时，调速手柄移至“制”区出现50A的初制动电流后稍停，待车钩压缩后再根据需要逐渐往上给,使制动电流稳定上升。

4.2.2 空电联合制动过分相

提前分段解除电阻制动后，稍停数秒，待车钩恢复自由状态后，带闸过分相。过分相后等劈相机、压缩机正常起动后，再缓解空气制动，速度允许时，顶上电阻制动后再缓解空气制动，缓解空气制动前制动电流不要给得太多。一般有100A左右即可,缓解后随即逐渐提高手柄位置，加大电阻制动力,使之与车辆缓解后的前冲力相平衡为宜.如果电阻制动给得过快过猛，反而会出现前阻后拥冲动。

5 过分相绝缘器操作

（1）司机应熟悉担当区段内分相绝缘器的位置。按列车操纵示意图或提示卡中分相绝缘器的位置进行操作，准确掌握速度。

（2）通过分相绝缘无电区前，应用强泵风，使总风缸压力保持在900Kpa以上，牵引手柄逐渐退回0，先断开主断路器，再依次断开各辅机、主断路器、劈相机（591QS置于手动位时）；通过分相绝缘无电区后，合主断路器，开启劈相机（591QS置于手动位时）、各辅机，并注意网压表、其它各仪表显示和各辅机启动状态。

（3）通过分相绝缘无电区时，应坚持“早断、晚合”的原则，禁止双弓通过。严禁主手柄在非0位断、合主断路器，并按规定执行“呼唤应答”制度。

（4）严格按“断”、“合”标顺序操作。在断电标前断开主断路器开关（按键时间不少于1s，不大于2S），在合电标后闭合主断路器开关（按键时间不少于2s，也不宜过长）。

（5）过分相绝缘无电区前，司机应提早加速，防止机车停于分相绝缘无电区内或过分相绝缘无电区后因速度太低而造成途停。

（6）空气制动运行通过分相绝缘无电区后，确认主断路器闭合，劈相机、空气压缩机正常工作后，方可缓解列车制动。

（7） 当主断路器无法断开时，应降弓过分相。牵引手柄回0

后，顺序断辅机、劈相机、受电弓开关，降弓后确认网压为零；通过分相绝缘无电区升弓后，先确认网压正常，闭合劈相机及各辅机开关。

（8）过分相绝缘器时，无法使用电阻制动，应及时配合使用空气制动，防止超速。通过分相绝缘器后，应及时启动制动风机对制动电阻进行冷却。

6 结语

绝缘配合和过分相平稳操纵这两方面在电力机车中起着至关重要的作用，本文从不同方面进行了阐述，希望今后能在此基础上有更大的进展。

参考文献：

[1]刘继.电气装置的过电压保护[M].北京电力工业出版社, 1982

[2]绝缘子与避雷器标准译文集第8集. 西安电瓷研究所, 1996